8- mavzu. Polietilen va polipropilen olish texnologiyasi reja

Birinchi bo‘lim polimerni sintezqilish bo‘limibo‘lib, bu bo‘limda xom-ashyo tayyorlanadi, monomer siklogeksanda eritiladi va polimerlanish o‘tkaziladi. So‘ngra polimerni katalizatorlardan tozalab, ajratib olinadi.
Ikkinchi bo‘lim ( retsikl bo‘limi) eritmani qayta tiklash bo‘limi bo‘lib, ushbu bo‘limda reaksiyaga kirishmagan xom-ashyo va materiallarni qayta ajratib tozalanadi, ularni toza xolda yana polimerlanish jarayoniga qaytariladi( 15-20).
Uchinchi bo‘limda polimerni ekstruziyalash, granulaga aylantirish, granulalarni tozalash, quritish, aralashtirish va qadoqlash amalga oshiriladi (21-29)
Sigler-Natta katalizatorlari polimerlanish jarayonining asosiy kaliti hisoblanib, SKLEARTECH texnologiyasida ikki hil sistema ktalizatorlari ishlatiladi.

1. 
   Standart katalizatorlar sistemasi (STD)yoki (STD);
   
2. 
   Xarorat ta’sirida ishlov berilgan ktalizatorlar sistemasi (NTS) yoki (XIB).
   

Katalizatorlar sifatida SA- titan to‘rt xloridi ( TiCl₄) va SV- oksiuchxlorid vannadiy ( VOCl₃) ishlatiladi.
SA va SV lar yuqori faollikka ega bo‘lib, ularni har hil nisbatlarda aralashtirilishi natijasida yuforida keltirilgan ikki sistema katalizatorlari hosil qilinadi. Katalitik sistemalar quyidagi tartibga ega bo‘ladilar: SAV – 80% ( massaviy) SV va20%(massaviy) SA dan iborat. SAV-2 – 50% SV va 50% SA dan iborat.
SAV aralashmasi standart katalizator rejimida, SAV-2 aralashmasi esa harorat ta’sirida ishlov berilgan katalizator rejimida ishlatiladi. Barcha Sigler-Natta katalizatorlari kabi ushbu katalizatorlar sistemasini faollashtiruvchilari sifatida sokatalizatorlar ishlatiladi. Sokatalizatorlar sifatida alyuminiyning alkillari ishlatiladi. Ular asosan ikki jarayonda, ya’ni metallni qaytarish va alkillash jarayonida qatnashadilar.
SKLEARTECH texnologiyasida ishlatiladigan sokatalizatorlarni hillari va ularning shartli belgilari quyida keltirilgan:
ST – uchetilalyuminiy ( TEAL) – Al(C₂H₅)₃
CD – alyuminiyniikkietilxloridi (DEAC) - Al(C₂H₅)₂Cl
CJ – alyuminiyni ikkietiletoksidi (DEAL-E) - Al(C₂H₅)₂OC₂H₅

Katalizator tarkibidagi metallarni uchetil alyuminiy ishtirokida qaytarilishi faollashishi reaksiyalarini quyidagicha ko‘rsatish mumkin:

TiCl₄ + Al(C₂H₅)₃

T i⁴⁺ + Al(C₂H₅)₃ Ti³⁺ TiCl₃ + Al(C₂H₅)₂Cl + ۫C₂H₅
TiCl₃ + Al(C₂H₅)₃
T i³⁺ Ti²⁺ TiCl₂ + Al(C₂H₅)₂Cl + ۫C₂H₅
VOCl₃ + Al(C₂H₅)₃
V ⁵⁺ V⁴⁺ VOCl₂ + Al(C₂H₅)₂Cl + ۫C₂H₅
VOCl₂ + Al(C₂H₅)₃
V ⁴⁺ V³⁺ VOCl + Al(C₂H₅)₂Cl + ۫C₂H₅

Ti va Vni alkillash reaksiyalari:

T iCl₃ + Al(C₂H₅)₃TiCl₂S₂H₅ + Al(C₂H₅)₂Cl
VOCl₃ + Al(C₂H₅)₃ VOCl₂S₂H₅ + Al(C₂H₅)₂Cl
Metallarni qaytarilish reaksiyalarialkillanish reaksiyalari bilan bir vaqtning o‘zida ketadi.Bu moddalarni o‘zi ham juda yaxshi sokatalizatorlar hisoblanadi. Ular Ti va V ni keyingi bosqichlarda qaytaradi va alkillaydi. Sokatalizator qzshilganidan so‘ng qaytarilish va alkillash reaksiyalari uchun tahminan 10 sekund vaqt kerak bo‘lsa, VOCl₃ni VOCl₂ ga o‘tish uchun 2 sekund etarli bo‘ladi. Demak, shuning uchun ham sokatalizator miqdorini keragidan ozgina ortib ketishi Ti va V ni katalitik in’ert xoligacha qaytarilishiga olib kelishi mumkin. SHu sababli katalizatorlarni faolligini keraklik darajada saqlab turish, ktalizatorlar aralashmasini tayyorlashdagi sokatalizatorning optimal miqdorini aniqlab olishga bog‘liq.SKLEARTECH texnologiyasi bo‘yicha katalizator va sokatalizatorlarni aralashtirishdan oldin ularni siklogeksanda eritib olish kerak.
SKLEARTECH texnologiyasida standart katalizatorlar nomi bilan ataluvchi SAV katalizatorini ST sokatalizatori bilan aralashtirib olinadi. YA’ni standart katalizator sistemasining tarkibi quyidagicha bo‘ladi: STD – SAV/ST . Ushbu katalizatorlar sistemasida qaytarilish va alkillash reaksiyalari 30°S xaroratda bir bosqichda amalga oshirilib, 2-3 sekund ichida tugaydi. Katalitik aralashma kompanentlari SA va SV larni har birini o‘zi alohida-alohida sokatalizator ST bilan faol markaz hosil qilib, ushbu faol markazlar alohida-alohida makromolekulalar hosil bo‘lishida ishtirok etadilar. SHu sababli alohida-aloxida faol markazlardan xosil bo‘lgan polimerlar struktura va xossalari bilan farqlanadilar. Bu farq ayniqsa polietilenni o‘rtacha molekula massasi va molekula-massaviy taqsimotida yaqqol ko‘rinadi. Maslan: agar polimerlanish faqat SA katalizatori ishtirokida, ma’lum nazorat qilish mumkin bo‘lgan sharoitlarda o‘tkazilgan bo‘lsa, quyidagi rasmda keltirilgan molekula-massaviy taqsimlanishiga ega bo‘lgan polietilen xosil bo‘ladi.
Odatda SA dagi Ti ning faol bog‘lari nisbatan past molekula massasiga ega polietilen xosil bo‘lishiga olib keladi. SV katalizatorida esa polimerlanish sharoiti o‘zgarmasa ham Vni katalizatordagi faol bog‘lari ancha yuqori molekula massali polietilen xosil bo‘lishiga olib keladi.Ikkala katalizator aralashmasidan tashkil topgan SAV katalizatori ishtirokida esa molekula-massaviy taqsimlanishi kam va o‘rtacha molekulyar massasi ham alohida-alohida katalizatorlar ishtirokida olingan natijalar oralig‘ida bo‘ladi.
Xarorat ta’sirida ishlov berilgan (XIB) katalizatorlar sistemasini ishlatishdan asosiy maqsad, kompleks xosil qiluvchi katalizatorlar sistemasidagi birinchi reaksiya – qaytarilish reaksiyalarini xarorat ta’sirida ishlov berish jarayonida o‘tkazib olish va polimerlanishni umumiy tezligini oshirishdan iboratdir. Xarorat ta’sirida ishlov berib katalizatorlar sitemasini faolligini oshirish o‘z navbatida reaksion muhitdagi etilen konsentratsiyasini (STD katalizatori ishlatilganida etilenning eritmadagi konsentratsiyasi 13%, XIB ishlatilganida 16% ni tashkil etadi) va demak, reaktorlarni polimer ishlab chiqarish unumdorligini oshirishga olib keladi. XIB ishlatilganda polimerlanishning umumiy tezligini ortishini reaktordagi xaroratni ortishiga qarab ham bilsa bo‘ladi (STD katalizatori ishlatilganida reaktordagi xarorat 206°C ni tashkil etsa, XIB ishlatilganida 240°C ni tashkil etadi).
SKLEARTECH texnologiyasi bo‘yicha polietilen ishlab chiqarishning umumlashtirilgan texnologik jarayon sxemasi rasm 5 .da keltirilgan.
Asosiy erituvchi siklogeksan tozalanganidan so‘ng, qaytma somonomer buten-1 bilan aralashtirilib, mahsus nasos orqali sovutuvchi absorberga uzatiladi. Sovutuvchi absorberda toza etilen va buten-1 aralashmasi qaytma erituvchida eritilib, asosiy erituvchida erigan buten-1 bilan aralashtiriladi va bu eritma reaktor uchun "xom-ashyo" eritmasi hisoblanadi.
SKLEARTECH texnologik jarayonida ketma ket joylashgan 3 hil polimerlash reaktorlaridan foydalaniladi:

1. 
   Reaktor №1 – aralashtirgichli avtoklav
   
2. 
   Reaktor №3 – quvursimon adiabatik reaktor
   
3. 
   Uchinchi reaktor quvursimon reaktorga o‘xshash bo‘lib, quvursimon rektordan ancha qisqa bo‘ladi va trimmer reaktori deb ataladi.
   

Uchta reaktordan turli kombinatsiyalarda foydalanish orqali turli molekula – massaviy taqsimotga, strukturaga va xossalarga ega polietilen ishlab chiqariladi.Buning uchun reaktorlarni uch hil rejimda ishlatiladi:


5-расм SKLEARTECH технологияси бўйича чизиқли полиэтилен ишлаб чиқаришнинг технологик жараёни схемаси:1,2 – адсорбер; 3 – насос; 4 – ўлчагич; 5 – реактор№3; 6 – реактор№1; 7 – Триммерреактор; 8 – аралаштиргич; 9 – иситгич; 10 – адсорбер; 11 – PG сақлагич; 12 – PD сақлагич; 13 – IPS сепаратори; 14 – LPS сепаратори; 15 – конденсатор; 16 – LB колонна; 17 – FE колонна; 18 – HB колонна; 19 – RB колонна; 20 – СМколонна; 21 – экструдер; 22 – гранулятор; 23 – классификатор; 24 – иситиб берувчи; 25 – буғлатиш колоннаси; 26 – қуритгич; 27 – аралаштиригич; 28 – бункер; 29 – қадоқлаш.